人教【新课标】高中化学一轮复习：专题10化学反应速率与化学平衡及答案

人教【新课标】高中化学一轮复习：专题10化学反应速率与化学平衡一、单选题1．反应A(g)＋3B(g)⇌2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是(　　)A．v(D)＝0.45mol·L－1·min－1B．v(B)＝0.01mol·L－1·s－1C．v(C)＝0.40mol·L－1·min－1D．v(A)＝0.15mol·L－1·min－12．下列体系加压后，对化学反应速率没有影响的是（　　）A．2SO2＋O2⇌2SO3B．CO＋H2O(g)⇌CO2＋H2C．CO2＋H2O⇌H2CO3D．OH－＋H＋＝H2O3．某温度时，反应SO2(g)＋1/2O2(g)⇌SO3(g)的平衡常数K＝50。在同一温度下，反应2SO3(g)⇌2SO2(g)＋O2(g)的平衡常数K1应为(　　)A．2500B．100C．4×10－4D．2×10－24．一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率但不影响生成H2的总量，可向盐酸中加入适量的(　　)A．CaCO3(s)B．Na2SO4溶液C．KNO3溶液D．CuSO4(s)5．在一定温度下，将气体X和Y各3mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应：3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)+W(g)。经过8min，反应达到平衡状态，此时Z的物质的量为1.6mol。下列关于反应开始至第8min时的平均反应速率的计算正确的是（　　）A．v(X)=0.30mol/(L·min)B．v(Y)=0.02mol/(L·min)C．v(Z)=0.02mol/(L·min)D．v(W)=0.10mol/(L·min)6．下列措施对增大反应速率明显有效的是（　　）A．Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉B．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强D．Na与水反应时增大水的用量7．在容积不变的密闭容器中发生反应：CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH<0，830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是（　　）A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态B．若平衡时移走CO2，则平衡向正反应方向移动，化学反应速率加快C．830℃时，充入0.1molCO和0.3molH2O保持温度不变，CO平衡转化率为75%nD．1000℃时，某时刻CO2、H2、CO和H2O的浓度均为0.05mol/L，此时平衡向正反应方向移动8．碳是生命的核心元素，碳及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用。工业上用CO2生产CH3OH燃料，其热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。燃煤燃烧时生成的CO2用氨的饱和NaCl溶液吸收，可得到NaHCO3等化工产品。CO2会引起温室效应，我国力争在2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，然后通过植物造树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的排放量，CO2实现“零排放”。对于反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，下列有关说法正确的是（　　）A．增大n(CO2)n(H2)的值，可提高H2的转化率B．升高温度能提高CO2的反应速率和转化率C．达平衡时缩小容器体积，υ(正)增大，υ(逆)减小D．1molCO2和3molH2充分反应时放出的热量为49.0kJ9．已知：A(g)+2B(g)⇌3C(g)△H<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发生反应，t1时达到平衡状态I，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态II，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（　　）A．t2时改变的条件：向容器中加入CB．平衡常数K：K(II)＜K(I)C．平衡时A的体积分数φ：φ(II)＜φ(I)D．容器内压强不变，表明反应达到平衡10．在某一恒温容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)+B(g)⇌2C(g)。反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（　　）A．0~t2时，v正>v逆nB．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加入CC．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数Ⅰ>ⅡD．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数KⅠⅡ11．在一定条件下的1L密闭容器中，X、Y、C三种气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是（　　）A．0～15min，消耗C的平均速率约为0.033mol•L-1•min-1B．X、Y、C三种气体发生反应的化学方程式为：Y(g)+3X(g)⇌2C(g)C．反应开始到25min，X的转化率为25%D．25min时改变的一个条件可能是缩小容器体积12．在金催化剂表面上进行某反应历程如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。下列说法正确的是（　　）A．该反应的热效应ΔH＞0B．反应过程中发生非极性键的断裂与生成nC．其他条件不变，使用另一高效催化剂可使CO的平衡转化率增大D．该历程中最大能垒(活化能)步骤的反应式为H2O⋅=H⋅+OH⋅13．CO甲烷化反应为：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(l)。如图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略)，其中步骤②反应速率最慢。CO(g)+H2(g)→①CO(g)+·H→②·CHO→③·CH+H2O(l)→CH4(g)下列说法错误的是（　　）A．步骤①只有非极性键断裂B．步骤②速率最慢的原因可能是其活化能最高C．步骤③需要吸收热量D．使用该催化剂不能有效提高CO平衡转化率14．中科院化学研究所最新报道了化合物1催化CO2的氢化机理。其中化合物1(催化剂，固态)→化合物2(中间产物，固态)的过程和其相对能量曲线如图所示。下列有关该过程的说法正确的是（　　）A．过程中共经历三个过渡态TS11-2、I1-2、TS21-2B．该过程的总反应速率主要由过程②决定C．升高温度，有利于提高I1-2的平衡转化率D．过程①的热化学方程式为I(s)+CO2(g)=I1-2(s)∆H=-2.08kJ·mol-115．在刚性密闭容器中充入CO2和H2发生反应：CO2(g)+3H2(g)⇌Δ催化剂CH3OH(g)+H2O(g)△H，测得反应过程如图所示。下列说法正确的是（　　）nA．平衡常数：K1＞K2B．反应温度：T2＞T1C．加催化剂，△H不变D．平衡后再通入CO2，其转化率增大16．在体积均为1.0L的恒容密闭容器甲、乙中，起始投料量如表，在不同温度下发生反应：CO2(g)+C(s)⇌2CO(g)。CO的平衡浓度随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（　　）容器n(CO2)/moln(C)/moln(CO)/mol甲0.10.30乙000.4A．曲线Ⅰ对应的是甲容器B．a、b两点所处状态的压强大小关系：9pa＞14pbC．c点：CO的体积分数＞47D．900K时，若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol，则v(正)＞v(逆)17．甲醛中木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇利用脱氢法可制备甲醛，主要反应为：CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g)ΔH=+85.2KJ⋅mol−1。Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机理如下：n历程ⅰ：CH3OH→H+⋅CH2OH历程ⅱ：⋅CH2OH→⋅H+HCHO历程ⅲ：⋅CH2OH→3⋅H+CO历程ⅳ：⋅H+⋅H→H2如图所示为在体积2L的恒容容器中，投入1molCH3OH，在碳酸钠催化剂作用下，经过5min反应，测得甲醇转化率与甲醛的选择性与温度的关系(甲醛的选择性：转化的CH3OH中生成HCHO的百分比)，下列有关说法正确的是（　　）A．600℃时，前5min内生成甲醛的平均速率v(HCHO)=0.055mol⋅L−1⋅min−1B．700℃时，反应历程ⅱ的速率小于反应历程ⅲ的速率C．脱氢法制甲醛中，在高温高压条件下更有利于提高平衡产率D．反应历程ⅰ的活化能大于CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g)的活化能18．已知反应原理2C(s)+2NO2(g)⇌N2(g)+2CO2(g)，在密闭容器中1molNO2和足量C发生反应，相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图1；维持温度不变，反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图2。下列说法错误的是（　　）A．图1中的A，B，C三个点中只有C点是平衡点B．图2中平衡常数K（F）=K（G）C．图2中E点的v正小于F点的v逆D．图2中NO2的浓度c(E)=c(G)19．在一定温度下，将1molCO2和3molH2充入体积为1L的恒容密闭容器中发生反应并达到平衡：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH＜0，测得平衡混合气体中CH3nOH的物质的量分数为25%。下列说法不正确的是（　　）A．平衡混合气体中C原子的物质的量是1molB．该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量C．该反应的化学平衡常数K=23D．其他条件相同时，若起始充入2molCO2和6molH2，达到平衡时CH3OH的物质的量分数大于25%20．T1℃时，向1L密闭容器中充入10molH2和3molSO2发生反应：3H2(g)+SO2(g)⇌H2S(g)+2H2O(g)△H<0。部分物质的物质的量n(X)随时间t变化如图中实线所示。下列说法正确的是（　　）A．实线a代表n(H2O)随时间变化的曲线B．t1min时，v正(SO2)<v逆(H2S)C．该反应的平衡常数K=2.7×5.421.93×0.3L•mol-1D．若该反应在T2℃(T2<T1)时进行，则虚线b可表示n(SO2)的变化21．利用工业废气中的CO2制备甲醇。该过程发生的主要反应如下：反应I：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.4kJ·mol-1反应II：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H2=+41.1kJ·mol-1反应III：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H3=-90.5kJ·mol-1恒压条件下，将n(CO2)：n(H2)为1：3的混合气体以-定流速通过装有催化剂的反应管，在出口处测得CO2转化率、CH3OH产率[n生成(CH3OH)n起始(CO2)×100%与温度的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）nA．反应I的平衡常数可表示为K=c(CH3OH)c(CO2)×c3(H2)B．反应3CO(g)+2H2O(g)=2CO2(g)+CH3OH(g)的△H=+172.7kJ·mol-1C．240°C时，CH3OH产率最大，说明反应I、反应III已达到平衡状态D．提高CO2转化为CH3OH的转化率，可以研发在低温区高效的催化剂二、综合题22．（1）（Ι）300℃时，将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)⇌2C(g)＋2D(g)ΔH，2min末达到平衡，生成0.8molD。300℃时，该反应的平衡常数表达式为K＝　　，已知K300℃<K350℃，则ΔH　　0(填“>”或“<”)。（2）在2min末时，B的平衡浓度为　　。（3）若温度不变，缩小容器容积，则A的转化率　　(填“增大”、“减小”或“不变”)。（4）（Ⅱ）硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。而在硫酸的生产中，最关键的一步反应为：2SO2(g)+O2(g)⇌△催化剂2SO3(g)。一定条件下，SO2与O2反应10min后，若SO2和SO3物质的量浓度分别为1mol/L和3mol/L，则10min生成SO3的化学反应速率为　　。（5）下列关于该反应的说法正确的是______。A．增加O2的浓度能加快反应速率B．降低体系温度能加快反应速率C．使用催化剂能加快反应速率D．一定条件下达到反应限度时SO2全部转化为SO3（6）工业制硫酸，用过量的氨水对SO2尾气处理，请写出相关的离子方程式：　　。23．工业合成氨技术反应原理为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1（1）T℃时，反应达到平衡，测得υ(NH3)＝0.12mol·L-1·min-1①υ(N2)＝　　mol·L-1·min-1②化学平衡常数表达式K＝　　（2）在其他条件相同时，图为分别测定不同压强、不同温度下，N2的平衡转化率。nL表示　　，其中X1　　X2(填“>”或“<)24．随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点．完成下列填空：（1）目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）已知H2的体积分数随温度的升高而增加．若温度从300℃升至400℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化．（选填“增大”、“减小”或“不变”）v正v逆平衡常数K转化率α　　　　　　　　（2）相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：[CO2]/mol•L﹣1[H2]/mol•L﹣1[CH4]/mol•L﹣1[H2O]/mol•L﹣1平衡Ⅰabcd平衡Ⅱmnxya、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为　　．（3）碳酸：H2CO3，Ki1=4.3×10﹣7，Ki2=5.6×10﹣11草酸：H2C2O4，Ki1=5.9×10﹣2，Ki2=6.4×10﹣50.1mol/LNa2CO3溶液的pH　　0.1mol/LNa2C2O4溶液的pH．（选填“大于”“小于”或“等于”）等浓度的草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是　　．若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是　　．（选填编号）a．[H+]＞[HC2O4﹣]＞[HCO3﹣]＞[CO32﹣]b．[HCO3﹣]＞[HC2O4﹣]＞[C2O42﹣]＞[CO32﹣]c．[H+]＞[HC2O4﹣]＞[C2O42﹣]＞[CO32﹣]d．[H2CO3]＞[HCO3﹣]＞[HC2O4﹣]＞[CO32﹣]（4）人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H++HCO3﹣⇌H2CO3，当有少量酸性或碱性物质进入血液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象．25．回答下列问题：（1）I.如表是该小组研究影响过氧化氢H2O2分解速率的因素时采集的一组数据：用10mLH2O2n制取150mLO2所需的时间(秒)。30%H2O215%H2O210%H2O25%H2O2无催化剂、不加热几乎不反应几乎不反应几乎不反应几乎不反应无催化剂、加热360s480s540s720sMnO2催化剂、加热10s25s60s120s该研究小组在设计方案时。考虑了浓度、　　、　　等因素对过氧化氢分解速率的影响。（2）II.100mL1mol·L-1稀硫酸与过量锌粒反应，一定温度下，为了减缓反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采取的措施是____。A．加入少量碳酸钠粉末B．加入少量硫酸铜溶液C．加入适量Na2SO4溶液D．加热E．加水（3）III.一定温度下某反应在体积为5L的恒容密闭的容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。该反应的化学方程式为　　。（4）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为　　。（5）由图求得平衡时A的转化率为　　。（6）平衡时体系内的压强与初始时压强之比为　　。n答案解析部分1．【答案】A2．【答案】D3．【答案】C4．【答案】B5．【答案】C6．【答案】A7．【答案】C8．【答案】A9．【答案】A10．【答案】B11．【答案】A12．【答案】D13．【答案】C14．【答案】B15．【答案】C16．【答案】C17．【答案】B18．【答案】D19．【答案】C20．【答案】C21．【答案】D22．【答案】（1）c2(C)·c2(D)c3(A)·c(B)；＞（2）0.8mol/L（3）不变（4）0.3mol/(L·min)（5）A；C（6）SO2＋2NH3·H2O=2NH4＋＋SO32－＋H2O23．【答案】（1）0.06；c(NH3)2c(N2)⋅c(H2)3n（2）压强；<24．【答案】（1）增大；增大；减小；减小（2）cd2ab4=xy2mn4（3）大于；草酸；ac（4）当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液中的pH基本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变25．【答案】（1）温度；催化剂（2）C；E（3）2A(g)+B(g)⇌2C(g)（4）0.1mol·L-1·min-1（5）40%（6）8：9